基于显式能量守恒粒子-in-cell 方法对直流磁阱喷溅中次级电子发射进行建模
等离子体物理
2025-07-16 v1
摘要
我们 presented direct current magnetron sputtering (dcMS) 的完全动力学粒子-in-cell (PIC) 模拟结果，采用二维圆柱对称几何。粒子-in-cell模型采用电静学近似，并包含蒙特卡罗碰撞 (MCC) 方法以模拟电子与中性气体之间的碰撞。我们也运用该模型检验了新实现的显式能量守恒 PIC 算法 (EC-PIC)，并与标准动量守恒 PIC (MC-PIC) 方法进行比较。我们使用这些仿真工具来检验次级电子产率 (SEY) 和外部电路变化如何影响 dcMS 放电的稳态电流、电压和等离子体密度。我们指出，一般而言，更高的 SEY 和较低的外部电阻值会导致更大的电流、更小的电压和更大的等离子体密度。我们展示了 EC-PIC 在电流和密度增加时优于 MC-PIC，因为 EC-PIC 提供了更好的数值稳定性。
引用
@article{arxiv.2507.10727,
title = {Modeling the Role of Secondary Electron Emission in Direct Current Magnetron Sputtering using Explicit Energy-Conserving Particle-in-Cell Methods},
author = {Daniel Main and Thomas G. Jenkins and Joseph G. Theis and Gregory R. Werner and John R. Cary and Eve Lanham and Seth A. Veitzer and Scott E. Kruger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.10727},
year = {2025}
}